DE3142860A1

DE3142860A1 - "METHOD AND DEVICE FOR PREHEATING"

Info

Publication number: DE3142860A1
Application number: DE19813142860
Authority: DE
Inventors: Gianni Dr.-Ing. Genova Carrara; Franz A. 4000 Düsseldorf Kranzl; Pietro Dr.-Ing. Tixi
Original assignee: ITALIMPIANTI DEUTSCHLAND INDUS
Current assignee: ITALIMPIANTI DEUTSCHLAND INDUS
Priority date: 1981-10-29
Filing date: 1981-10-29
Publication date: 1983-05-11
Also published as: EP0078446A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vorwärmen mit Hilfe eines heißen Rauchgases, beispielsweise des Abgases eines Industrieofens, dessen Temperatur auch nach einer üblichen Abhitzeverwertung normalerweise noch 400 bis 600⁰C beträgt und trotz der hohen Energiepreise häufig ins Freie geleitet wird.The invention relates to a method of preheating by means of hot flue gas, for example of the exhaust gas of an industrial furnace, the temperature is normally still is 400 and according to a conventional waste heat recovery to 600 ⁰ C is often directed to the outside, despite the high energy prices.

Verfahren dieser Art sind bekannt; so beschreibt die britische Patentschrift 1 160 875 ein Verfahren zum Betrieb eines Mehrzonen-Durchlaufofens, bei dem das Ab- bzw. Rauchgas einer Hochtemperaturzone zum Vorwärmen des an der kalten Ofenseite einlaufenden Glühguts in einer besonderen Vorwärmzone verwendet wird. Dies geschieht durch Absaugen des Rauchgases und dessen Nachverbrennung oberhalb und unterhalb des Glühguts am Ende der Vorwärmzone bzw. im Bereich des Übergangs von der Vorwärmzone zur Hochtemperaturzone. Dabei streichen die heißen Rauchgase oberhalb und unterhalb an dem kalten Glühgut vorbei.Processes of this type are known; so describes the British patent specification 1 160 875 a method for operating a multi-zone continuous furnace, in which the waste or flue gas from a high-temperature zone to preheat the annealing material entering the cold furnace side in a special preheating zone is used. This is done by sucking off the flue gas and burning it afterwards above and below the annealing material at the end of the preheating zone or in the area of the transition from the preheating zone to the high temperature zone. The hot flue gases sweep above and below the cold one Annealed goods over.

Ein weiteres Verfahren zum direkten Vorwärmen von Glühgut in der Vorwärmzone eines Mehrζonen-Durchlaufofens ist aus der britischen Patentschrift 962 289 bekannt. Es unterscheidet sich von dem vorerwähnten Vorwärmverfahren im wesentlichen nur dadurch, daß die heißen Rauchgase durch Seitenwandöffnungen in den Ofenraum eintreten, um dort ebenfalls das Glühgut direkt zu beaufschlagen.Another method for the direct preheating of annealing material in the preheating zone of a multi-zone continuous furnace is over British Patent 962,289 known. It differs from the aforementioned preheating process in essentially only in that the hot flue gases enter the furnace chamber through side wall openings to there also to act on the annealing material directly.

Schließlich beschreibt die deutsche Patentschrift 22 59 639 eine Variante dieses direkten Vorwärmens, bei der die heißen Rauchgase nach einer Druckerhöhung mit Hilfe spezieller Düsen senkrecht und direkt auf das Glühgut aufgeblasen werden. Der hohe Impuls des RauchgasesFinally, German patent specification 22 59 639 describes a variant of this direct preheating the hot flue gases after a pressure increase with the help of special nozzles vertically and directly on the material to be annealed be inflated. The high momentum of the flue gas

soll einen besseren Wärmeübergang und eine weitergehende Ausnutzung der fühlbaren Wärme des Rauchgases bewirken.should have a better heat transfer and a more extensive one Make use of the sensible heat of the flue gas.

Die bekannten Verfahren zum direkten Vorwärmen von Glühgut haben sich zwar im Hinblick auf die Senkung der Energiekosten bewährt; sie leiden jedoch an einer Reihe von Nachteilen. So erfordern die zu bewältigenden großen Rauchgasmengen Rohrleitungen mit einem Durchmesser von bis zu 3 oder auch 4 m, für die häufig nicht mehr der erforderliche Raum unter oder über Hüttenflur zur Verfügung steht. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Vorwärmzone nicht in den Ofen integriert ist. Dies ist aber häufig dann der Fall, wenn ein bereits bestehender Ofen aus Gründen der Energiekostensenkung mit einer Vorwärmzone ausgestattet werden soll, deren direkte Installation an dem Ofen nicht möglich ist. Das erfordert besondere Leitungen mit entsprechend schweren Tragkonstruktionen für das Rohrgewicht, das eine Rohrführung über ein Hallendach zumeist aus statischen Gründen nicht erlaubt.The known methods for the direct preheating of Annealed material has proven itself in terms of reducing energy costs; however, they suffer from one Number of disadvantages. So require those to be tackled large amounts of flue gas pipes with a diameter of up to 3 or 4 m, for which often not more space is available below or above the hut hallway. This is especially true if the preheating zone is not integrated in the oven. this however, this is often the case when an existing furnace is fitted with a Preheating zone is to be equipped, the direct installation of which on the furnace is not possible. That requires special lines with correspondingly heavy supporting structures for the weight of the pipe, which is a pipe guide Above a hall roof mostly not allowed for static reasons.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, daß es beim Abkühlen des Rauchgases in aller Regel zu einer Taupunktunterschreitung und es damit aufgrund des mehr oder weniger hohen Schwefelgehalts des Rauchgases in der Vorwärmkammer des Ofens zum Entstehen korrodierender schwefeliger Säure kommt.Another disadvantage of the known method is that it usually occurs when the flue gas cools to falling below the dew point and therefore due to the more or less high sulfur content of the Flue gas in the preheating chamber of the furnace leads to the formation of corrosive sulphurous acid.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Nachteile zu beheben und insbesondere ein Verfahren zu schaffen, das ohne längere insbesondere aber großvolumige Rauchgasleitungen, auskommt,eine beliebigeThe invention is therefore based on the object of eliminating the aforementioned disadvantages and, in particular, a method to create that does without longer, in particular, large-volume flue gas pipes, any

Anordnung der Vorwärmkammer erlaubt und eine Berührung des Vorwärmguts mit dem Rauchgas vermeidet. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß ein fluides Wärmeübertragungsmedium durch das Rauchgas indirekt erwärmt und dem Vorwärmgut zugeführt wird. Demgemäß wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Vorwärmgut ausschließlich von dem Wärmeübertragungsmedium beaufschlagt. Das kann direkt oder auch in der Weise geschehen, daß mit Hilfe des Wärmeübertragungsmediums ein besonderes Vorwärmmedium indirekt erwärmt wird.Arrangement of the preheating chamber allows and avoids contact of the preheating material with the flue gas. The solution to this problem is that in a method of the type mentioned according to the invention a fluid heat transfer medium is indirectly heated by the flue gas and the preheating material is fed. Accordingly, in the method according to the invention, the preheating material is exclusively from the Heat transfer medium applied. This can be done directly or in such a way that with the help of the Heat transfer medium a special preheating medium is indirectly heated.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung, bei der eine Rauchgasleitung in einen Rauchgas-Wärmeaustauscher mündet, der über eine Speiseleitung und eine Rückleitung mit einer Vorwärmkammer oder einem Wärmetauscher verbunden ist, der seinerseits über Rohrleitungen mit einer Vorwärmkammer in Verbindung steht. Dabei sind üblicherweise in den Leitungen Umwälzaggregate angeordnet, die eine rasche Wärmeübertragung derart gewährleisten, daß das Wärmeübertragungsmedium beispielsweise Luft und Schutzgase direkt auf das Vorwärmgut aufgeblasen wird.A device in which a flue gas line is suitable is suitable for carrying out the method according to the invention opens into a flue gas heat exchanger, which has a feed line and a return line with a Preheating chamber or a heat exchanger is connected, which in turn via pipes with a preheating chamber communicates. In this case, circulation units are usually arranged in the lines, which one Ensure rapid heat transfer in such a way that the heat transfer medium, for example, air and protective gases is inflated directly onto the preheated item.

Des weiteren kann dem Rauchgas-Wärmetauscher rauchgasseitig ein weiterer Wärmetauscher beispielsweise ein Rekuperator vor- oder nachgeschaltet sein, der seinerseits an einer Verbrennungsluftleitung angeschlossen ist. Auf diese Weise läßt sich bei größtmöglicher Schonung des Vorwärmguts und der Vorwärmkammer das Rauchgas beispielsweise eines Industrieofens bis auf Temperaturen unter 200⁰C abkühlen und die dabei anfallende fühlbareFurthermore, a further heat exchanger, for example a recuperator, can be connected upstream or downstream of the flue gas heat exchanger, which in turn is connected to a combustion air line. In this way, the Vorwärmguts and the pre-heating of an industrial furnace to temperatures below 200 ⁰ C can be with minimal impact on the flue gas, for example, to cool and the costs thereof tactile

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Wärme an entfernter Stelle weiterverwenden, ohne daß größere Rauchgasmengen über größere Entfernungen transportiert werden müßten.Continue to use heat at a distant location without generating large amounts of smoke gas over long distances would have to be transported.

Darüber hinaus kann den Wärmetauschern rauchgasseitig ein zusätzliches Wärmetauschersystem nachgeschaltet werden, in dem mittels eines durch ein Umwälzaggregat geförderten Wärmeübertragungsmediums Luft erwärmt wird, die den vor- und/oder nachgeschalteten Verbrennungsluftwärmetauschern zugeführt wird. Dadurch werden Taupunktsuntersehreitungen an diesen Wärmetauschern vermieden.In addition, an additional heat exchanger system can be connected downstream of the heat exchangers on the flue gas side in which air is heated by means of a heat transfer medium conveyed by a circulating unit which is fed to the upstream and / or downstream combustion air heat exchangers. Through this are dew point drops on these heat exchangers avoided.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments shown in the drawing explained. In the drawing show:

Fig. 1 das Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum direkten Vorwärmen von Glühgut mit Hilfe eines Wärmeübertragungsmediums und 1 shows the block diagram of a device according to the invention for the direct preheating of annealing material with the aid of a heat transfer medium and

Fig. 2 ein Blockdiagramm zum indirekten Vorwärmen des Glühguts mit dem Wärmeübertragungsmedium. 2 shows a block diagram for indirect preheating of the annealing material with the heat transfer medium.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Industrieofen 1 über eine Rauchgasleitung 2 mit einem Wärmetauscher 3 verbunden. Vom Wärmetauscherauslaß führt eine Rauchgasleitung 4 zu einem Rekuperator 5 und von dort eine weitere Rauchgasleitung 6 zu einem Kamin 7. Der Rekuperator 5a , kann, wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, auch dem Wärmetauscher 3 vorgeschaltet sein. Dem Rekuperator 5 wird über eine Rohrleitung 8 Verbrennungsluft zugeführt,In the device according to the invention, an industrial furnace 1 is connected to a heat exchanger 3 via a flue gas line 2. A flue gas line 4 leads from the heat exchanger outlet to a recuperator 5 and from there another flue gas line 6 to a chimney 7. The recuperator 5a can, as shown in broken lines in FIG. Combustion air is fed to the recuperator 5 via a pipe 8,

die über eine Rohrleitung 9 zu einem nicht dargestellten Ofenbrenner gelangt. Die Sekundärseite des Wärmetauschers 3 steht über eine Speiseleitung 10 und eine Rückleitung 11 mit einem Vorwärmofen 12 in Verbindung. Um einen raschen Umlauf des Wärmeübertragungsmediums und damit einen guten Wärmeübergang zu erreichen, befindet sich in der Speiseleitung 10 ein Umwälzaggregat 13.which arrives via a pipe 9 to a furnace burner, not shown. The secondary side of the Heat exchanger 3 is via a feed line 10 and a return line 11 with a preheating furnace 12 in Link. A rapid circulation of the heat transfer medium and thus to achieve a good heat transfer, is located in the feed line 10 a circulation unit 13.

In der Abgasleitung 6 vor dem Kamin 7 ist ein weiterer Wärmetauscher 20 angeordnet, dessen Wärmeübertragungs» medium mittels eines Umwälzaggregats 24 und durch eine Zuleitung 21 und eine Rückleitung 22 einem Verbrennungsluftvorwärmer 23 zugeführt wird. Die im Verbrennungsluftvorwärmer 23 vorgewärmte Verbrennungsluft wird über die Leitung 8 dem Rekuperator 5 bzw. 5a zugeführt.In the exhaust pipe 6 in front of the chimney 7, another heat exchanger 20 is arranged, whose heat transfer » medium is fed to a combustion air preheater 23 by means of a circulation unit 24 and through a feed line 21 and a return line 22. The one in the combustion air preheater 23 preheated combustion air is fed via line 8 to recuperator 5 or 5a.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Sekundärseite eines Rauchgas-Wärmetauschers 14 mit der Primärseite eines Wärmetauschers 15 verbunden, der seinerseits über Rohrleitungen 16, 17 mit dem Vorwärmofen 18 in Verbindung steht. Dabei befindet sich in der Rohrleitung ein Umwälzaggregat 19.In the embodiment of FIG. 2, the secondary side of a flue gas heat exchanger 14 is the primary side a heat exchanger 15 connected, which in turn via pipes 16, 17 with the preheating furnace 18 in connection stands. A circulation unit 19 is located in the pipeline.

Das Wärmgut wird in den Vorwärmöfen 12, 18 kontinuierlich oder satzweise vorgewärmt, ohne mit dem Rauchgas des Ofens 1 in Berührung zu kommen. Auf diese Weise ist eine weitestgehende Schonung des Wärmgutes und der Vorwärmöfen gewährleistet, bei denen es sich um selbstständige Aggregate handelt, die keine bestimmte Zuordnung zu dem jeweiligen Industrieofen erfordern, wenngleich sie aus Gründen des Wärmeverlustes möglichst nahe bei dem zugehörigen Wärmofen angeordnet sein sollten.The material to be heated in the preheating ovens 12, 18 is continuous or preheated in batches without coming into contact with the flue gas of the furnace 1. That way is the greatest possible protection of the material to be heated and the preheating ovens guaranteed, which are independent aggregates that have no specific assignment to require the respective industrial furnace, although they are as close as possible to the for reasons of heat loss associated heating furnace should be arranged.

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Claims

Dr.-lng. Reirnan König ■ Dipl.-Ing. Klaus Bergen Cecilienallee 76 A Düsseldorf 3O Telephone 45 2OO8 Patentanwälte October 27, 1981 34 232 K ITALIMPIANTI (Germany) Industrieanlagen GmbH Graf-Adolf-Strasse 18, 4000 Düsseldorf 1 "Process and device for preheating" Patent claims:

1. Procedure for preheating with the help of a hot flue gas, characterized in that a fluid heat transfer medium through the Flue gas is indirectly heated and fed to the preheating material.

2. The method according to claim 1, characterized that with the help of the heat transfer medium, a preheating medium is indirectly heated and is fed to the preheating material.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that a flue gas line (2) in a flue gas heat exchanger (3, 14) opens, which via a feed line (10) and a return line (11) with a preheating room (12) or a heat exchanger (15) connected is.

■:: 3U2860

4. The method according to claim 3, characterized in that the heat exchanger (15) is connected to a preheating space (18) via pipes (16, 17).

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that in a pipeline (10, 11; 16, 17) a circulation unit (13, 19) is arranged.

6. Device according to one or more of the claims

3 to 5, characterized in that a further heat exchanger (5, 5a) is connected after or upstream of the flue gas heat exchanger (3, 14).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the heat exchanger (5, 5a) are connected to a combustion air line (8, 9).

8. Device according to one or more of claims 6 and 7, characterized in that the flue gas outlet (6) of the heat exchanger (5, 5a) opens into a low-temperature heat exchanger (20).

9. Apparatus according to claim 8, characterized that the low-temperature heat exchanger (20) is connected to a heat exchanger (23) via pipes (21, 22).

10. The device according to claim 9, characterized in that that the heat exchanger (23) is connected to a combustion air line (8, 9) is.

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11. Device according to one or more of the claims 8 to 10, characterized in that that in a pipe (21, 22) for conveying a heat transfer medium Circulating unit (24) is arranged.